La forma e il colore delle piastrine. Piastrine nel sangue: norma e patologia

centrifugazione

un metodo per separare sistemi liquidi eterogenei e dispersi nel campo delle forze centrifughe (campo centrifugo). Ha una capacità di separazione maggiore rispetto a pressatura, decantazione e filtraggio. C. viene effettuato in centrifughe, il cui principio di funzionamento si basa sulla creazione della forza centrifuga, che aumenta la velocità di separazione dei componenti della miscela rispetto alla velocità di separazione solo sotto l'influenza della gravità. L'efficienza della centrifuga viene valutata dal "fattore di separazione" K, che si calcola con la formula: K = (2p n) 2 r/g, dove n è il numero di giri al minuto; r è il raggio di rotazione del rotore; g è l'accelerazione di caduta libera. In pratica, a questo scopo viene spesso utilizzato g, che può essere trovato dalla formula sopra o dalla formula g \u003d l, 117 x l0 -5 N 2 r, dove N è il numero di giri; r è il raggio. Le centrifughe sono costituite da un corpo, un motore, un rotore, un meccanismo di trasmissione, una camera di lavoro e un pannello di controllo. I nidi per provette o bicchieri per una separazione più rapida dei componenti della miscela sono posizionati ad angolo (nei rotori angolari) oppure assumono questa posizione quando il rotore orizzontale ruota. Le differenze nella velocità di sedimentazione delle particelle della miscela aumentano con l'aumento della densità del mezzo in cui avviene la separazione. A questo proposito, a volte C. viene effettuato in un mezzo denso, ad esempio in una soluzione di saccarosio. In microbiologia, lo zinco viene utilizzato per precipitare i microbi, liberare la sospensione microbica dalle impurità grossolane e aumentare la densità dei microbi in unità. volume e per altri scopi. A seconda della massa dei microbi vengono utilizzati diversi tipi di centrifughe. In virologia e immunologia si utilizzano centrifughe ad alto fattore di separazione, le cosiddette. super e ultracentrifughe. Per la sedimentazione dei batteri è preferibile utilizzare centrifughe con un fattore di separazione di circa 7mila (9-10mila giri/min). La sedimentazione di funghi, protozoi, cellule animali, impurità grossolane viene effettuata in centrifughe con un piccolo fattore di separazione (1,5-3 mila giri al minuto). A basse concentrazioni, il processo di sedimentazione delle particelle viene ritardato. Può essere accelerato aggiungendo un coagulante o, ad esempio, batteri uccisi della stessa specie. Il processo C. inizia con il bilanciamento su una scala speciale di bicchieri con provette contenenti liquido, che si trovano una di fronte all'altra nel rotore. I cuscinetti in gomma devono essere posizionati sul fondo degli occhiali. Prima della centrifuga, il coperchio della centrifuga viene chiuso ermeticamente, il motore viene acceso, la velocità del rotore viene gradualmente aumentata, portandola al valore impostato. Trascorso il tempo C., il motore viene spento, il coperchio viene aperto dopo che il rotore si è completamente fermato. Con i microbi vivi di C. è necessario osservare rigorosamente le regole di asepsi e le precauzioni di sicurezza. C. sospensioni contenenti microbi, è meglio effettuare provette di vetro o altre provette sterilizzate in modo affidabile. Il tampone di cotone deve essere piegato attorno al bordo della provetta o del bicchiere e pressato con un anello di gomma. L'uso di cappucci metallici è consentito solo a basse velocità. I tubi non devono essere riempiti a più di 1 cm dal bordo. È impossibile utilizzare normali provette o flaconi per C. Cm. ultracentrifuga.

(Fonte: Glossario dei termini microbiologici)

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  Dizionario enciclopedico veterinario

• - separazione nel campo delle forze centrifughe di sistemi liquidi dispersi con particelle più grandi di 100 nm. Utilizzato per isolare le fasi costituenti da sistemi a due e tre componenti. Metodi e attrezzature...

  Enciclopedia chimica

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  Termini dell'energia nucleare

• - centrifugazione in gradiente di densità - ...
• - centrifugazione in gradiente di densità di equilibrio del saccarosio - Metodo per separare le macromolecole in base al loro coefficiente di sedimentazione : la miscela da separare viene applicata sulla superficie della soluzione con un gradiente di concentrazione di saccarosio <...

  Biologia molecolare e genetica. Dizionario

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• - separazione di miscele eterogenee in componenti di diversa densità mediante centrifuga...

  Grande dizionario medico

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CENTRIFUGARE

separazione nel campo delle forze centrifughe di sistemi liquidi dispersi con particelle più grandi di 100 nm. Utilizzato per isolare le fasi costituenti (liquido - centrifuga o filtrato, solido - sedimento) da sistemi a due componenti (emulsioni) e tre componenti (emulsioni contenenti una fase solida).

Metodi e attrezzature. Esistono due metodi di C.: centrifuga e filtrazione. C. viene effettuato in macchine centrifughe - centrifughe e separatori centrifughi liquidi. Principale il corpo di lavoro di queste macchine è un guscio assialsimmetrico, o un rotore (tamburo), che ruota ad alta frequenza c -1, grazie al quale viene creato un campo di forze centrifughe fino a 2 x 10 4 G in macchine industriali e fino a 35 x 10 4 g in macchine da laboratorio ( G- accelerazione libera. cadere in gravità campo). A seconda del metodo, il C. viene effettuato in rotori solidi (precipitanti; Fig. 1, a) o perforati (rivestiti con materiale filtrante; Fig. 1, b).

Riso. 1. Rotori di macchine per la sedimentazione centrifuga (a) e la filtrazione ( B): C - sospensione, F - centrifuga (filtrato), O - sedimento; spiegazione nel testo, r W è il raggio della superficie libera del liquido.

C. è caratterizzato da una serie di tecnologie. parametri che determinano la qualità del processo e la sua cinetica. Questi includono: fattore di divisione (r RT - raggio interno massimo del rotore), che riflette l'intensità del campo centrifugo; velocità centrifuga: la produttività di una macchina centrifuga in termini di sistema liquido iniziale o dei suoi componenti costitutivi; trascinamento - il contenuto della fase solida nel centro (filtrato); saturazione del sedimento con la fase liquida (compreso il sedimento) dopo C.; finezza di separazione - min. la dimensione delle particelle catturate nella decantazione centrifuga.
La cinetica di C. dipende da molti. I fattori sono classificati in due gruppi. I fattori del primo gruppo sono determinati dal fisico. si separa il sistema (differenza di densità di fase, composizione granulometrica della fase solida, fase liquida, resistenza specifica dei sedimenti durante la filtrazione). I fattori del secondo gruppo, determinati dalla struttura e dalla velocità di rotazione del rotore di una macchina centrifuga (la struttura del flusso intra-rotore, la sua idrodinamica e il campo di velocità), hanno un'influenza decisiva sulla sedimentazione centrifuga e in parte sulla filtrazione centrifuga; a sua volta idrodinamico. la modalità dipende dalle prestazioni della macchina. Stuoia. la descrizione del flusso è data dalle equazioni di Navier - Stokes e di continuità (vedi. processi idromeccanici), la segale è realizzata tenendo conto della geometria del rotore e delle condizioni al contorno; la soluzione spesso si trova con i metodi somiglianze teoriche.
La sedimentazione centrifuga comprende l'ispessimento e la sedimentazione C. Chiarificazione - rimozione della fase solida dalle sospensioni con un contenuto di particelle non superiore al 5% in volume; utilizzato per purificare, ad esempio, gli oli di petrolio. L'ispessimento è un processo in cui le particelle della fase dispersa vengono raggruppate in un volume relativamente piccolo del mezzo di dispersione; permette la realizzazione di sospensioni (es. sospensione acquosa di caolino). Precipitazione C. - separazione di sospensioni con un contenuto di fase solida superiore al 5-10% in volume; applicare in maniera predominante. per la disidratazione di componenti solidi (es. CaSO 4).
Nella sedimentazione centrifuga, il movimento delle particelle solide avviene sotto l'azione della forza centrifuga ( D- diametro delle particelle; - differenza tra le densità della fase solida e liquida; R- distanza dalla particella all'asse di rotazione del rotore) e la forza di resistenza del mezzo liquido S. Il rapporto tra queste forze determina la velocità di deposizione w. Nel regime laminare, caratteristico della chiarificazione, la forza S è espressa dalla legge di Stokes: e dove dinamica. viscosità della fase liquida. Per il regime turbolento durante la deposizione di particelle di grandi dimensioni, altamente concentrato. sospensioni, la forza S si ricava dall'equazione: (- coefficiente di resistenza; p W - densità della fase liquida). L'idrodinamica del flusso determina il tempo di permanenza delle particelle nel rotore, aw è il tempo di sedimentazione; un confronto di questi valori permette di trovare la finezza della separazione.
La filtrazione centrifuga avviene con o senza formazione di sedimenti sulla partizione del filtro, nonché con il flusso simultaneo di entrambi i processi nelle sue zone; massimo efficace per ottenere precipitazioni con min. umidità. Il processo è solitamente diviso in tre periodi: la formazione di un precipitato, la rimozione del liquido in eccesso da esso e la rimozione del liquido trattenuto dall'intermol. forze (fur. draft). Il primo periodo prevede la decantazione centrifuga e la filtrazione attraverso uno strato di precipitato formatosi. Per calcolare la cinetica del processo si utilizza la legge di Darcy-Weisbach; la forza motrice (perdita di carico) è determinata dal campo centrifugo agente sulla sospensione: dov'è la densità della sospensione; r w - raggio libero. superficie del liquido (Fig. 1, B).È influenzato dallo scivolamento del liquido sopra lo strato di sedimento. Il periodo può durare a diff. modalità; massimo le modalità sono caratteristiche a prestazioni costanti e di sospensione. Il secondo e il terzo periodo dipendono da un gran numero di fattori associati alla compattazione dei sedimenti, alla forma dei canali dei pori, ecc.; costruendo il loro tappeto. modelli è estremamente difficile.
A causa della complessità delle macchine centrifughe, le prestazioni delle macchine centrifughe vengono spesso valutate mediante modellizzazione secondo il cosiddetto. indice di prestazione, intendendo con F in prima approssimazione l'area della superficie laterale del rotore. Fis. il punto è che, per analogia con la sedimentazione nelle vasche di decantazione, anche la produttività delle centrifughe è proporzionale all'area della superficie di lavoro, tuttavia, a causa del campo centrifugo, aumenta del fattore Fr. A seconda delle caratteristiche di progettazione del rotore per macchine di ciascun tipo, viene determinato dalla propria equazione e viene utilizzato quando si ricalcola la prestazione da una dimensione della centrifuga all'altra. La modellazione viene eseguita presso il geom. la somiglianza dei rotori e l'identità dei criteri che definiscono il processo.

Riso. 2. Centrifuga continua: UN - coclea di decantazione; B - vite del filtro; in - da scarico fanghi pulsante; g - inerziale; D - vibrazione; e- precessionale; 1 - rotore; 2 - meccanismo di scarico.

Rispetto ad altri metodi di separazione (ad esempio filtrazione), lo zinco consente di ottenere sedimenti con un contenuto di umidità inferiore. Con la sedimentazione centrifuga, a differenza della filtrazione, è possibile separare sospensioni (ad esempio nella produzione di pitture e vernici) con una fase solida finemente dispersa, min. le dimensioni di particelle un taglio fanno 5-10 micrometri. Un vantaggio importante di C. è la possibilità della sua implementazione in apparecchiature di volumi relativamente piccoli; svantaggio: elevato consumo di energia.
Ballo studentesco. le centrifughe si distinguono: secondo il principio di separazione - precipitazione, filtraggio e combinazione; in base alla progettazione - preim. in base alla posizione del rotore e del sistema di scarico dei sedimenti (coclea; spintore o pistone; utilizzando forze di inerzia); sull'organizzazione del processo - azione periodica o continua.
C. nelle macchine periodiche. le azioni vengono svolte ciclicamente in rotori con coltello talvolta regolabile o scarico manuale dei fanghi.
Nella fig. 2 mostra gli schemi schematici della separazione delle sospensioni in macchine continue. Le centrifughe a vite di sedimentazione (Fig. 2, a) sono progettate per separare le sospensioni con una fase solida insolubile (ad esempio polistirolo, fanghi di depurazione), disidratazione del cristallino. e prodotti granulari, classificazione (es. TiO 2), addensamento (es. fanghi attivi). Il processo avviene in un rotore solido; il sedimento viene scaricato continuamente dalla coclea che ruota con la frequenza Per questa centrifuga Fr600-3500.
Le centrifughe a vite filtrante (Fig. 2, b) sono comuni nella separazione di materiali altamente concentrati. sospensioni con solidi grossolani (dimensione delle particelle superiore a 0,2 mm, ad esempio sale di Glauber). C. viene prodotto in un rotore a telaio con un setaccio a fogli, attraverso il quale viene scaricato il filtrato. I fanghi vengono rimossi dal rotore tramite coclea sotto l'influenza di una differenza di velocità di rotazione. Valori elevati di Fr​​(1200-1800) consentono di ottenere prodotti con un minimo umidità.
Principalmente vengono utilizzate centrifughe filtranti con scarico pulsante dei sedimenti (Fig. 2, c). per gli stessi scopi della vite del filtro. A causa della presenza di uno spesso strato di sedimento sulla griglia di un rotore singolo o multistadio, è possibile effettuare un lavaggio profondo del prodotto (es. KS1, zucchero raffinato). Lo scarico del sedimento avviene tramite uno spintore alternativo. movimento con velocità lineare v; Fr300-700.
Nelle centrifughe inerziali (Fig. 2, d), il sedimento viene rimosso dal rotore a causa della componente del campo centrifugo; nelle centrifughe vibranti (Fig. 2, e) - a causa della vibrazione del rotore lungo l'asse con velocità v; nelle centrifughe precessionali (Fig. 2, f) - grazie al giroscopico movimenti del rotore con velocità di rotazione e macchine di tutti i tipi vengono utilizzate per la filtrazione centrifuga ad alta concentrazione. sospensioni con cristalli grossolani. fase solida (ad esempio idrocarbone, zucchero semolato).
Varietà C. separazione di sospensioni ed emulsioni in separatori centrifughi. I loro rotori sono dotati di un pacco conico. piastre installate l'una rispetto all'altra con un piccolo spazio (0,4-1,5 mm). Un elevato grado di separazione si ottiene grazie al suo flusso in uno strato sottile dello spazio tra le piastre in modalità laminare. Sospensioni finemente disperse (additivi per olio, preparati ormonali, ecc.) contenenti 0,5-4,0% in volume di pelo. le impurità vengono chiarite nei separatori-depuratori (Fig. 3, a). La fase solida, raccogliendosi nello spazio fanghi del rotore, viene periodicamente rimossa da esso all'apertura del fondo (pistone). L'ispessimento centrifugo (ad es. foraggio e lievito di birra) viene effettuato in separatori-addensatori (Fig. 3, B). La frazione condensata viene scaricata continuamente attraverso gli ugelli lungo la periferia del rotore e quella chiarificata attraverso la parte superiore. zona. I separatori vengono utilizzati per separare le emulsioni (ad esempio i fanghi oleosi) (Fig. 4), nei cui rotori è previsto un pacchetto di piastre con fori situati all'interfaccia tra liquidi pesanti e leggeri; i componenti (fugate F 1 e F 2) vengono visualizzati separatamente. Se nell'emulsione è presente una fase solida, vengono utilizzati rotori universali con scarico dei sedimenti secondo la Fig. 3, oppure a mano.
Per analogia con le centrifughe, la capacità separante dei separatori è stimata dall'indice di prestazione

Dove z - il numero di piatti nella confezione; - metà dell'angolo del cono del piatto in alto; R max, R min - esterno e interno. raggi del piatto. La simulazione dei processi nei separatori viene eseguita, come nelle centrifughe, in base all'indice di prestazione

Riso. 3. Separatori per separare le sospensioni: in fig. il separatore-depuratore (a) e il separatore-addensatore ( B); 1 - rotore; 2 - un pacchetto di piatti; 3 - fondo mobile.

Riso. 4. Separatore per la separazione delle emulsioni: 1 - rotore; 2 - un pacchetto di piatti; F1 e F 2 - centrati; E - emulsione.

Per studiare i processi centrifughi in laboratorio vengono utilizzati modelli. centrifughe e separatori con un diametro del rotore di 150-250 mm, nonché i cosiddetti. centrifughe a tazza (il rotore è costituito da un numero di provette - tazze). Questi campioni di piccole dimensioni consentono di determinare sperimentalmente non solo la produttività del ballo di fine anno. macchine, ma anche possibilità di scarico sedimenti dai rotori, umidità finale del prodotto, trascinamento. La ricerca viene effettuata con piccoli volumi di prodotti su speciale. sta. Le centrifughe a bicchiere vengono utilizzate per stimare il tempo di sedimentazione delle particelle in fase di decomposizione. fr.
Moderno la tecnologia centrifuga tende ad aumentare la velocità di rotazione dei rotori, aumentare la produttività, ridurre i battiti. metallo e intensità energetica. La produttività delle macchine aumenta grazie al miglioramento dell'idrodinamica dei rotori, all'aumento della loro lunghezza (nelle centrifughe di sedimentazione) e dell'altezza del pacco (nei separatori). I diametri dei rotori nelle macchine di grande capacità stanno aumentando; vengono creati combinati. rotori, nei progetti to-rykh sono combinati decomp. Metodi C. Per garantire C. in modo ottimale vengono introdotti sistemi di controllo a microprocessore e azionamenti regolabili. modalità.
C. è diffuso nella tecnologia. processi del complesso chimico-forestale, alimentare, tessile e altre produzioni. C. svolge un ruolo importante nella risoluzione dei problemi ecologici. problemi (depurazione delle acque reflue urbane e industriali), nelle tecnologie di risparmio delle risorse.

Illuminato.: Sokolov V.I., Centrifugazione, M., 1976; Shkoropad D. E., Novikov O. P., Centrifughe e separatori per l'industria chimica, M., 1987.

IA Fainerman.

Ultracentrifugazione - metodo di separazione e studio di particelle inferiori a 100 nm (macromolecole di organelli animali e vegetali, virus, ecc.) nel campo delle forze centrifughe. Consente di separare miscele di particelle in frazioni o singoli componenti, trovare il molo. massa e MWD dei polimeri, densità dei loro selvaggi. Permette di valutare la forma e la dimensione delle macromolecole in soluzione (vedi. analisi della dispersione), l'influenza della statica pressione sulla stabilità delle particelle, i parametri dell'interazione. tipo di associazione: macromolecole tra loro o con molecole a basso peso molecolare. componenti e ioni, l'influenza della natura del solvente sulle conformazioni delle macromolecole, ecc.
Viene effettuato per mezzo di ultracentrifughe fornite di rotori cavi, le cavità a-rykh avvengono chiuse e scorrevoli. Distinguere tra alta velocità ed equilibrio. Nel primo caso, le particelle si muovono lungo il raggio del rotore risp. con il loro coefficiente sedimentazione, in prima approssimazione proporzionale alla massa della particella, la differenza di densità della particella e del liquido quando le particelle si spostano dall'asse di rotazione del rotore alla periferia (sedimento), quando - verso l'asse di rotazione (galleggiante). Con l'ultracentrifugazione all'equilibrio, il trasferimento delle particelle lungo il raggio continua fino alla somma delle sostanze chimiche. l'energia potenziale e potenziale molare in ciascun punto del sistema non diventerà un valore costante, dopodiché la distribuzione delle particelle cesserà di cambiare.
T.naz. analita l'ultracentrifugazione viene applicata all'analisi di soluzioni, varianze e viene effettuata mediante analita. ultracentrifughe dotate di rotori con vasche chiuse otticamente trasparenti e ottiche. sistemi per la determinazione della concentrazione o del suo gradiente lungo il raggio del rotore nel tempo; volumi studiati - da 0,01 a 2 ml con una massa di particelle provenienti da diversi. mcg a mg. L'ultracentrifuga preparativa viene utilizzata per isolare componenti da miscele complesse; il volume del liquido e la massa del campione di prova m. b. su diversi ordini più che con l'analita. ultracentrifugazione. Le accelerazioni centrifughe nelle ultracentrifughe raggiungono 5 x 10 5 g. Il primo analista. l'ultracentrifuga è stata creata da T. Svedberg (1923; 5 x 10 3 g).

Illuminato.: Bowen T., Introduzione all'ultracentrifugazione, trad. dall'inglese, M., 1973.

A.D. Morozkin.

Enciclopedia chimica. - M.: Enciclopedia sovietica. Ed. I. L. Knunyants. 1988 .

Sinonimi:

Scopri cos'è "CENTRIFUGARE" in altri dizionari:

Separazione di sistemi disomogenei (ad esempio solidi liquidi) in frazioni in base alla densità utilizzando le forze centrifughe. La centrifugazione viene effettuata in apparecchi chiamati centrifughe. La centrifugazione viene utilizzata per separare il sedimento da... ... Wikipedia

Separazione di sistemi disomogenei (ad esempio, un liquido è un corpo solido) mediante forze centrifughe; utilizzato per la separazione di sospensioni, la chiarificazione di liquidi contaminati, la classificazione dei fanghi in base alla dimensione delle particelle solide, ecc.; possibilità di separazione ... ... Termini dell'energia nucleare

centrifugazione- Ndp. giunto di giunzione Separazione di sistemi liquidi disomogenei nei rotori sotto l'azione delle forze centrifughe. [GOST 16887 71] [GOST R 51109 97] Giunzione non consentita, non consigliata giunzione Argomenti pulizia industriale filtrazione, centrifugazione, ... ... Manuale del traduttore tecnico

centrifugazione- - metodo di formatura di manufatti mediante l'utilizzo di forze centrifughe che spremono dall'impasto parte dell'acqua di impasto e dell'aria inglobata. [Dizionario terminologico del calcestruzzo e del cemento armato. Costruzione del "Centro di ricerca" dell'FSUE "NIIZHB e M. A. A. Gvozdev, ... ... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione

Separazione di miscele disomogenee (sospensioni, emulsioni, fanghi) in parti componenti sotto l'azione della forza centrifuga. Viene effettuato in centrifughe. Viene utilizzato nella ricerca scientifica, chimica, alimentare, mineraria e in altri settori... Grande dizionario enciclopedico

Un metodo per separare sistemi liquidi disomogenei e dispersi nel campo delle forze centrifughe (campo centrifugo). Ha una capacità di separazione maggiore rispetto a pressatura, decantazione e filtraggio. C. effettuato in centrifughe, il principio di funzionamento per ... ... Dizionario di microbiologia

Esiste., numero di sinonimi: 1 ultracentrifugazione (1) Dizionario dei sinonimi ASIS. V.N. Trishin. 2013... Dizionario dei sinonimi

centrifugazione- *centrifugazione*centrifugazione l'uso delle forze create da una centrifuga (vedi) per separare le molecole in un mezzo liquido. Esistono diversi tipi di C.: in gradiente di densità, differenziale, in gradiente di saccarosio... Genetica. Dizionario Enciclopedico - separazione di sistemi disomogenei (es. solidi liquidi) mediante forze centrifughe. Viene utilizzato per la separazione delle sospensioni, la chiarificazione degli inquinanti. fluidi, idraulici classificazione dei fanghi in base alla dimensione delle particelle solide, ecc. Viene effettuata in ... ... Grande dizionario politecnico enciclopedico

Libri

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Lezione n.5

La separazione di miscele liquide disomogenee viene efficacemente effettuata mediante centrifugazione, basata sull'uso della forza centrifuga. Gli apparecchi in cui miscele liquide eterogenee vengono separate sotto l'azione della forza centrifuga sono chiamati centrifughe.

Il metodo della centrifugazione è ampiamente utilizzato in vari campi della tecnologia; il numero di tipi e modelli di centrifughe è molto ampio.

La parte principale della centrifuga è un tamburo (rotore con pareti piene o forate) che ruota ad alta velocità su un albero verticale o orizzontale. La separazione di miscele eterogenee nelle centrifughe può essere effettuata sia secondo il principio della sedimentazione che secondo il principio della filtrazione. Nel primo caso vengono utilizzati tamburi con pareti solide, nel secondo con fori; i fusti forati sono coperti da un filtro. Se le pareti del tamburo sono solide, il materiale sotto l'azione della forza centrifuga è disposto in strati in base al peso specifico e direttamente sulle pareti del tamburo si trova uno strato di materiale con un grande peso specifico. Se le pareti del tamburo presentano fori e sono dotate sulla superficie interna di un setto filtrante, ad esempio un tessuto filtrante, le particelle solide della miscela rimangono sul setto filtrante e la fase liquida passa attraverso i pori del sedimenti solidi e il setto del filtro e viene rimosso dal tamburo. Viene chiamata la fase liquida separata da una centrifuga centrifuga.

Forza centrifuga; fattore di separazione. Quando il tamburo della centrifuga e il liquido in esso contenuto ruotano, la forza centrifuga si presenta come forza di inerzia.

C \u003d m W 2 / r (1)

M- peso di un corpo rotante (fluido) in kgf;

r - raggio di rotazione in M

W - velocità circonferenziale in ingresso SM;

La velocità di rotazione circonferenziale è definita come:

W=ω r = 2 π n r/60 (2)

P- il numero di giri al minuto;

ω è la velocità angolare di rotazione in radianti

g è l'accelerazione di gravità in m/s 2, se m=G/g, allora la forza centrifuga CON, che agisce su un corpo rotante di massa m e peso G, uguale a C= G(2π n r/60) 2 /rg Oppure C ≈ G n 2 r/900 (3)

L'equazione (2.3) mostra che un aumento della forza centrifuga si ottiene più facilmente aumentando il numero di giri che aumentando il diametro del tamburo. I tamburi di piccolo diametro ma con un numero di giri elevato possono sviluppare una forza centrifuga maggiore rispetto ai tamburi di grande diametro con un numero di giri basso.

Pertanto, la forza centrifuga che agisce su una particella può essere tante volte maggiore della forza di gravità quanto l'accelerazione della forza centrifuga è maggiore dell'accelerazione della caduta libera. Il rapporto tra queste accelerazioni è chiamato fattore di separazione e denotiamo Kr:

W 2 / r - accelerazione della forza centrifuga.

Assumendo G=1n, otteniamo: Кр=n 2 r /900

Ad esempio, per una centrifuga con rotore di diametro 1000 mm (r=0,5 m) che ruota ad una velocità di n=1200 giri/min, il fattore di separazione sarà 800. L'effetto separante della centrifuga aumenta proporzionalmente al valore di Kp.

Il valore K per i cicloni è dell'ordine di centinaia. E per le centrifughe - circa 3000, quindi, la forza trainante del processo di sedimentazione nei cicloni e nelle centrifughe è 2-3 ordini di grandezza maggiore rispetto ai serbatoi di decantazione. Per questo motivo, la prestazione dei cicloni e delle centrifughe è superiore alla prestazione dei serbatoi di decantazione e in essi le particelle fini possono essere separate efficacemente: in centrifughe con una dimensione di circa 1 μm. Nei cicloni: circa 10 micron.

Dal confronto delle equazioni si vede che il fattore di separazione K p è numericamente uguale alla forza centrifuga che si sviluppa durante la rotazione di un corpo del peso di 1 kg.

Caratteristiche dei processi di centrifugazione . Come accennato in precedenza, la centrifugazione può essere effettuata secondo il principio di decantazione (in fusti pieni) o secondo il principio di filtrazione (in fusti forati). Nella loro essenza fisica, entrambi i processi differiscono l'uno dall'altro. Inoltre, esistono varietà separate di ciascuno di questi processi, determinate dal contenuto della fase solida e dal grado della sua dispersione, nonché dalle proprietà fisiche della sospensione.

La centrifugazione nei tamburi di decantazione viene effettuata sia per pulire i liquidi dai contaminanti contenuti in piccole quantità (chiarificazione dei liquidi) sia per separare sospensioni contenenti una quantità significativa di fase solida (centrifugazione a decantazione).

La centrifugazione in botti di decantazione consiste generalmente in due processi fisici: sedimentazione della fase solida (il processo segue le leggi dell'idrodinamica) e compattazione del sedimento; a quest'ultimo processo sono applicabili le principali regolarità della meccanica dei suoli (mezzi dispersi).

Fino ad un certo limite di concentrazione della fase solida (pari a circa il 3-4% in volume), la sua deposizione nel sedimentatore avviene senza formazione di interfaccia tra solido e liquido. Con un aumento della concentrazione, tale superficie si forma a causa dell'ingrossamento e della precipitazione di particelle solide nel liquido.

Il processo di centrifugazione nei cilindri di decantazione è fondamentalmente diverso dal processo di separazione nelle vasche di decantazione. In quest'ultimo, la velocità di deposizione può essere considerata praticamente costante, poiché il processo avviene in un campo gravitazionale, la cui accelerazione non dipende dalle coordinate della particella incidente.

L'accelerazione del campo delle forze centrifugheè una variabile e dipende con velocità angolare costante dal raggio di rotazione della particella r. Inoltre, le linee di forza del campo centrifugo non sono parallele tra loro e, quindi, la direzione di azione delle forze centrifughe sarà diversa per particelle diverse (che non giacciono sullo stesso raggio di rotazione).

Pertanto, le regolarità dei processi di decantazione non possono essere estese al processo di centrifugazione in botti di decantazione.

La capacità di separazione delle centrifughe di decantazione è caratterizzata dall'indice di prestazione (sigma) Σ, che è il prodotto dell'area della superficie cilindrica di sedimentazione F nel rotore e del fattore di separazione Kp.

Σ=F Kp (1), Kp= W2/rg ≈n2 r/900, da cui Σ /F=Kp (2)

Considerando che il fattore di separazione esprime il rapporto tra i tassi di sedimentazione delle particelle nella centrifuga di decantazione e nel serbatoio di decantazione, secondo l'uguaglianza (2), il valore di Σ deve essere considerato pari all'area del serbatoio di decantazione, equivalente in termini di prestazioni per una data sospensione alla centrifuga in esame. L'indice di prestazione riflette l'influenza di tutte le caratteristiche di progettazione della centrifuga, che ne determinano la capacità di separazione.

Quando si determinano le prestazioni delle centrifughe batch, è necessario tenere conto del tempo impiegato per l'avvio, la frenata e lo scarico della centrifuga. Determinare le prestazioni di una centrifuga con filtro è difficile quanto determinare le prestazioni di qualsiasi filtro.

Ancora più difficile è il processo di centrifugazione tamburi filtranti. Il processo si svolge in tre fasi:

la formazione di un precipitato, la compattazione del precipitato e, infine, la rimozione del liquido trattenuto dalle forze capillari e molecolari dai pori del precipitato.

Di conseguenza, l'intero processo di filtrazione centrifuga non può essere identificato con la filtrazione ordinaria che avviene sotto l'azione della gravità. Solo il suo primo periodo è fondamentalmente vicino alla filtrazione convenzionale e differisce da essa solo per l'entità del carico idraulico del liquido che scorre attraverso lo strato di sedimento sotto l'azione delle forze centrifughe. Durante questo periodo, l'umidità nel sedimento è in forma libera e viene rimossa da esso in modo più intenso. Il secondo periodo è simile al corrispondente periodo della centrifugazione di decantazione e, infine, il terzo è caratterizzato dalla penetrazione dell'aria nel sedimento compattato, cioè dall'essiccazione meccanica del sedimento

La durata dei periodi sopra indicati dipende dalle proprietà fisiche e dalla concentrazione delle sospensioni, nonché dalle caratteristiche della centrifuga.

La complessità e la diversità dei processi di centrifugazione rende difficile sviluppare una teoria del processo (in particolare la sua cinetica) e metodi precisi per il calcolo delle centrifughe.

Prestazioni della centrifuga. Tipicamente, la prestazione delle centrifughe è espressa dal volume di sospensione che entra nella centrifuga per unità di tempo. (l/ora), o il peso del sedimento risultante dalla centrifugazione (kg/h).